| 講演名 | 2022-03-04 60GHz帯ダイレクトRFアンダーサンプリング受信用サンプルホールドCMOS IC 古市 朋之(東北大), 吉野 長浩(東北大), 本良 瑞樹(東北大), 亀田 卓(東北大), 末松 憲治(東北大), |
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| 抄録(和) | 高速・大容量通信を実現するために広帯域を確保できる60~GHz帯等のミリ波帯の利用が注目されている．これまで我々はダイレクトRFアンダーサンプリング受信用にKa帯サンプルホールド(S/H) ICの開発を行ってきた．本稿では，60 GHz帯ダイレクトRFアンダーサンプリング受信用S/H ICを設計し，65nm CMOSプロセスで試作し評価を行ったので報告する．動作周波数を60~GHz帯に高周波化するとクロックジッタだけではなく，サンプルからホールド状態に遷移する立下り時間がホールド出力電圧に与える影響がより顕著となる．この影響についてシミュレーションにより評価を行い，クロックの立下り時間の目標性能を決定し，それを満たすクロック生成回路を設計した．また，帯域幅2~GHzの広帯域特性を実現するために，S/H回路のバッファアンプのトランジスタサイズを大きくする必要があり，バッファアンプのゲート・ソース間の寄生容量を60~GHz帯でのホールドキャパシタとして用いた．試作したS/H ICは60~GHz帯において，2~GHz帯域幅で20~dB以上のSNRと1~dB未満の周波数平坦性を有しており，広帯域特性が実現できることを測定により確認した． |
| 抄録(英) | As the increasing demand for high-speed communication, the use of millimeter-wave such as 60 GHz band has been attracting attention for broadband communication. We have been developed Ka-band sample-and-hold (S/H) IC for direct RF undersampling reception. In this paper, we designed the 60 GHz band S/H IC and fabricated it in 65nm CMOS process. For increasing the operating frequency to 60 GHz, the clock signal characteristics (e.g. jitter) effect is more remarkable than Nyquist sampling. Since the fall time that transitions from sampling to hold state decreases the hold output voltage, it should be also considered not only jitter. We determined the target of the fall time by the simulation and designed a clock forming circuit to meet the target. In order to achieve 2 GHz bandwidth, the parasitic capacitance between the gate and source of the buffer amplifier is utilized as a hold capacitor. The fabricated S/H IC in 65nm CMOS process achieved SNR > 20 dB and its frequency flatness < 1 dB across 2 GHz bandwidth at 60 GHz band. |
| キーワード(和) | ディジタルRF / ダイレクトRF / アンダーサンプリング / 受信機 / ミリ波 / CMOS / RFIC |
| キーワード(英) | Digtal RF / Direct RF / Undersampling / Receiver / Millimeter-wave / CMOS / RFIC |
| 資料番号 | MW2021-131 |
| 発行日 | 2022-02-24 (MW) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MW |
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| 開催期間 | 2022/3/3(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | マイクロ波一般 |
| テーマ（英） | Microwave, etc. |
| 委員長氏名（和） | 末松 憲治(東北大) |
| 委員長氏名（英） | Noriharu Suematsu(Tohoku Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 河合 正(兵庫県立大) / 大久保 賢祐(岡山県立大) / 中溝 英之(三菱電機) |
| 副委員長氏名（英） | Tadashi Kawai(Univ. of Hyogo) / Kensuke Okubo(Okayama Prefectural Univ.) / Hideyuki Nakamizo(Mitsubishi Electric) |
| 幹事氏名（和） | 大平 昌敬(埼玉大) / 河口 民雄(東芝) |
| 幹事氏名（英） | Masataka Ohira(Saitama Univ.) / Tamio Kawaguchi(Toshiba) |
| 幹事補佐氏名（和） | 長谷川 直輝(ソフトバンク) / 片山 光亮(徳山高専) |
| 幹事補佐氏名（英） | Naoki Hasegawa(Softbank) / Kosuke Katayama(NIT, Tokuyama) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Microwaves |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 60GHz帯ダイレクトRFアンダーサンプリング受信用サンプルホールドCMOS IC |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A 60 GHz-band S/H CMOS IC for Direct RF Undersampling Reception |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ディジタルRF / Digtal RF |
| キーワード(2)（和/英） | ダイレクトRF / Direct RF |
| キーワード(3)（和/英） | アンダーサンプリング / Undersampling |
| キーワード(4)（和/英） | 受信機 / Receiver |
| キーワード(5)（和/英） | ミリ波 / Millimeter-wave |
| キーワード(6)（和/英） | CMOS / CMOS |
| キーワード(7)（和/英） | RFIC / RFIC |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 古市 朋之 / Tomoyuki Furuichi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 吉野 長浩 / Nagahiro Yoshino |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 本良 瑞樹 / Mizuki Motoyoshi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 亀田 卓 / Suguru Kameda |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 末松 憲治 / Noriharu Suematsu |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 発表年月日 | 2022-03-04 |
| 資料番号 | MW2021-131 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | MW-400 |
| ページ範囲 | pp.111-116(MW), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-02-24 (MW) |